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1下行信道工作过程加扰：物理层传输的码字都需要经过加扰；调制：对加扰后的码字进行调制，生成复数值的调制符号；层影射：将复数调制符号影射到一个或多个发射层中；预编码：对每个发射层中的复数调制符号进行预编码，并影射到相应的天线端口；RE影射：将每个天线端口的复数调制符号影射到相应的RE上；OFDM信号生成：每个天线端口信号生成OFDM信号。上行信道工作过程加扰：调制：对加扰后的码字进行调制，生成复数值的调制符号；转换预编码：生成复数值的符号；RE影射：将复数符号影射到相应的RE上；SC-FDMA信号生成：每个天线端口信号生成SC-FDMA信号。一、OFDM形成为了解决低效利用频谱资源问题，在20世纪60年代提出一种思想，即使用子信道频谱相互覆盖的并行数据传输和FDM，要求每个子信道内承载的信号传输速率为b，而且各子信道在频域的距离也是b，这样可以皮面使用高速均衡，并且可以对抗窄带脉冲噪声和多径衰落，而且还可以充分的利用可用的频谱资源。（OFDM的雏形）1971年，Weinstein和Ebert把离散傅里叶变换（DFT）应用到并行传输系统中，作为调制和解调的一部分，这样就不再利用带通滤波器而是经过基带处理就可以实现FDM。（OFDM形成）20世纪80年代中期，欧洲在数字音频广播（DAB）方案中采用了这种并行传输方法，使得OFDM开始受到关注并且得到广泛应用。20世纪80年代后，OFDM渐渐在数据音频广播（DAB）、数字视频广播（DVB）、基于IEEE802.11标准的无限本例局域网（WLAN）以及有线电话网上基于现有铜双绞线的非对称高比特率数字用户线技术（如ADSL）中得到了广泛应用。Wi-Fi和WiMAX技术的兴起更是使得OFDM成为一种“时髦”的技术。3GPPLTE也采用了OFDM技术，预计未来的B3G技术也将基于OFDM。OFDM（正交频分复用：OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）是一2种特殊的多载波传输方案，它可以被看作一种调制技术，也可以被当作一种复用技术。OFDM结合了多载波调制(MCM)和频移键控(FSK)，把高速的数据流分成多个平行的低速数据流，把每个低速的数据流分到每个单子载波上,在每个子载波上进行FSK。选择OFDM的一个主要原因在于该系统能够很好地对抗频率选择性衰落或窄带干扰。LTE系统下行多址方式为正交频分多址（OFDMA），上行为基于正交频分复用（OFDM）传输技术的单载波频分多址（SC-FDMA）。见图3.1.1OFDM的基本思想：OFDM将频域划分为多个子信道，各相邻子信道相互重叠，但不同子信道相互正交。将高速的串行数据流分解成若干并行的子数据流同时传输OFDM子载波的带宽信道“相干带宽”时，可以认为该信道是“非频率选择性信道”，所经历的衰落是“平坦衰落”OFDM符号持续时间信道“相干时间”时，信道可以等效为“线性时不变”系统，降低信道时间选择性衰落对传输系统的影响。OFDM系统的优点：各子信道上的正交调制和解调可以采用IDFT和DFT实现，运算量小，实现简单。OFDM系统可以通过使用不同数量的子信道，实现上下行链路的非对称传输。所有的子信道不会同时处于频率选择性深衰落，可以通过动态子信道分配充分利用信噪比高的子信道，提升系统性能。OFDM系统的缺点：对频率偏差敏感：传输过程中出现的频率偏移，如多普勒频移，或者发射机载波频率与接收机本地振荡器之间的频率偏差，会造成子载波之间正交性破坏。存在较高的峰均比(PARA)：OFDM调制的输出是多个子信道的叠加，如果多个信号相位一致，叠加信号的瞬间功率会远远大于信号的平均功率，导致较大的峰均比，这对发射机PA的线性提出了更高的要求。3二、介绍一下循环前缀CP:为克服OFDM系统所特有的符号间干扰ISI，在OFDM符号之间插入保护间隔，保护间隔长度大于无线信道的最大时延扩展，这样一个符号的多径分量不会对下一个符号造成干扰。为了避免空闲保护间隔，由于多径传播造成子载波间的正交性破坏，将每个OFDM符号的后cpT时间中的样点复制到OFDM符号的前面，LTE引入了循环前缀CP(cyclicprefix)。CP的长度与覆盖半径有关，一般情况下下配置普通CP（NormalCP）即可满足要求；广覆盖等小区半径较大的场景下可配置扩展CP（ExtendedCP）。CP长度配置越大，系统开销越大。三、OFDM信号发送接收原理解析OFDM信号发送器的原理是用户信号以串行的方式输入发送器，速率为R码字/秒。这些码字先被送入一个串行－并行变换器中，使串行输入的信号以并行的方式输出到M条线路上。这M条线路上的任何一条上的数据传输速率则为R/M码字/秒。该OFDM码随后被送入一个进行快速傅立叶逆变换的模块，进行快速傅立叶逆变换。快速傅立叶逆变换可以把频域离散的数据转化为时域离散的数据。由此，用户的原始输入数据就被OFDM按照频域数据进行了处理。计算出快速傅立叶逆变换样值之后，一个循环前缀被加到了样值前，形成一个循环拓展的OFDM信息码字。添加循环前缀技术利用的是离散线性系统原理中的一个概念。我们知道，在连续时间域，两个时域信号的卷积就等于这两个信号频域形式的乘积。但是，这在离散时域的情况下一般是不成立的，除非使用无限大的样值点N或者至少一个卷积信号是周期性的（在该情况下，信号可以被圆周卷积）。因为我们只能使用有限的样值点N，所以只能利用循环前缀使OFDM信息码在我们感兴趣的时间区内呈现周期性。循环拓展信息码的样值再次通过一个并行－串行转换器模块。然后按照串行的方式通过信道（经过适当的滤波和调制）。在传输过程中，信道的冲击响应对时域信号造成了干扰。由于循环前缀使所传输的OFDM信号表现出周期性，这种卷积就成了一种圆周卷积。根据离散时间线性系统原理，这种圆周卷积就相当于OFDM信号的频率响应和信道频率响应的乘积。接收器完成与发送器相反的操作。接收器收到的信号是时域信号。由于无线4信道的影响发生了一定的变化，接收到的信号经过一个串行－并行的转换器，并且把循环前缀清除掉。清除循环前缀并没有删掉任何信息。循环前缀中的信息是冗余的。使用循环前缀是为了保证前面提到的卷积特性的成立。循环前缀的另外一个好处是可以消除码间干扰。我们要求循环前缀的值比信道内存更大一些。多径信号引起先发信息码字的滞后到达而影响当前信息码字，从而产生码间干扰。但是，事实上，码间干扰仅仅会干扰当前信息码的循环前缀。因此，使用适当大小的循环前缀就能够使OFDM技术消除码间干扰。在清除了循环前缀之后，信号将会经过一个快速傅立叶变换模块，把信号从时域转变回频域。信号经过一个并行－串行转换模块进行并串变换，就完成了对原始OFDM信号的接收。为了提高OFDM的信息传送能力，人们对OFDM的加载算法进行了广泛的研究。OFDM系统的每一个子信道都有两个参数须要决定，即发送功率和数据传输速率。在各个子信道之间有效地分配功率和数据就可以提高系统效率。此类有效地进行功率和数据分配的算法被称为加载算法。加载算法可以按照被优化的资源和所规定的限制条件来分类。在速率适应算法中，大家感兴趣的是在总功率的限制下，如何使总数据传输速率最大化，当然还要满足一定的误码率要求。四、多径效应（multipatheffect）：多径效应指电磁波经不同路径传播后，各分量场到达接收端时间不同，按各自相位相互叠加而造成干扰，使得原来的信号失真，或者产生错误。比如电磁波沿不同的两条路径传播，而两条路径的长度正好相差半个波长，那么两路信号到达终点时正好相互抵消了（波峰与波谷重合）。这种现象在以前看模拟信号电视的过程中经常会遇到，在看电视的时候如果信号较差，就会看到屏幕上出现重影，这是因为电视上的电子枪从左向右扫描时，用后到的信号在稍靠右的地方形成了虚像。因此，多径效应是衰落的重要成因。多径效应对于数字通信、雷达最佳检测等都有着十分严重的影响。多径时延特性可用时延谱或多径散布谱（即不同时延的信号分量平均功率构成的谱）来描述。与时延谱等价的是频率相关函数。实际上，人们只简单利用时延谱的某个特征量来表征。例如，用最大时延与最小时延的差，表征时延谱的尖锐度和信道容许传输带宽。这个值越小，信道容许传输频带越宽。五、多普勒效应1、多普勒效应指出，波在波源移向观察者接近时接收频率变高，而在波源远离5观察者时接收频率变低。作业：简述LTE中CP的作用、设计原则和类型。61、简述LTE与3G技术的区别有哪些？答:（1）上下行链路分别选择OFDMA和SC-FDMA无线接入方式；（2）支持时域和频域的调度；（3）提供点到点和点到多点传输的简单信道结构；(4)简单的RRC状态模式(空闲模式和连接模式)；(5)减少了传输信道的数量(无需专用信道)；(6)MAC功能简化(MAC实体数量、DRX和DTX的通用解决方案)，由RLC子层和MAC子层提供的调度、ARQ和HARQ;(7)UE和aGW之间采用PDCP子层提供包头压缩和加密功能；(8)无压缩模式，通过调度发送/接收的时间间隔进行测量；(9)简化的e-UTRAN结构(只有一类节点：eNodeB);(10)支持在SDU水平的下行数据前传的硬切换；(11)分布式的网络结构，列如RRC与ARQ功能均在eNodeB实现；(12)NAS信令终止于UE和aGW,提供空闲模式的移动性处理；(13)与NAS相关的UE识别与2G和3G系统相似（如：IMSI/IMEI,TMSIforMME）。72、简述SC-FDMA信号的产生过程。答：（1）信号调制，LTE支持QPSK和16QAM上行调制方式；（2）调制后的Ntx数据符号块输入到DFT模块，并将数据流转换到频域；（3）不同用户的数据映射到不同的正交子载波上实现用户间正交频率复用；不同用户的数据占用不同的正交子载波，不需要保护间隔，和OFDM类似。子载波映射功能可以灵活实现信号到子载波的分配方式；（4）通过IFFT转换回时域和循环前缀CP插入（与OFDM类似）的处理过程；（5）每个子载波均承担一部分DFT扩展的数据符号。